三星无源时差定位方法研究

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1、三星无源时差定位方法研究Ｙ１０３８５ｌＺ”＊ｅ?————一《ｇ—ｊⅢ＆一学号：—皿墟！Ｑ一大掌东南硕士学位论文研究生姓名：导师姓名：点蓬王庆煎撞申请学位级别论文提交日期王堂亟±２地自圭ｉ且学科专业名称』岿列錾王邑皇圭啦论立菩辩口期—垫盟生量且一学位授ｆ，Ｈ期垫盟主Ｌ—且—旦评阅人学位授予单位—直直＿三Ｌ皇答辩委员会土席塑１壅坠至，］蕴选强自纽２００６年３月１８东南大学硕士学位论文摘要时差定位技术是一种利用目标自身辐射信号的无源定位技术，采用多个分布在空间不同位置的接收机侦收辐射源信号，测量信号到达时间差，该时差对应了空间中一组以观测站为焦点的双曲面（定位双曲面），多组双曲面的交点即为辐

2、射源的位置。时差定位技术体制适应信号形式广，与传统的测向定位技术相比定位精度高，在电子侦察———————————————————————————————————————————————领域中得到广泛应用。采用时差定位技术体制的无源定位系统是“罗兰”定位系统的逆设计，与雷达、声纳等有源探测系统不同，无源定位系统自身不发射信号，仅仅通过接收信号实现目标探测定位，因此具有很强的隐蔽性和安全性。随着航天技术、微电子技术、数字信号处理技术发展以及时差测量技术和精度的不断提高，利用卫星测时差定位可以彻底摆脱测向定位的限制，获得很高的定位精度。本文研究的“三星无源时差定位技术”是星座型电子侦察系统中

3、的一项关键技术，目的是研究适合工程应用的定位算法，结合卫星轨道数据，对不同侦察区域内的目标进行定位仿真，深入研究影响定位精度的各种因素，得出定量结果和相关结论，为三星布局和最佳轨道设计提供有益参考。论文工作包括：１．在研究定位空间坐标系，卫星轨道基础知识和三星时差定位涉及的误差理论的基础上，分析三星时差定位原理，建立误差模型和定位数学模型，给出三星时差定位仿真的若干假设条件。２．着重探讨定位算法。在研究解析法、牛顿迭代法、最小二乘线性迭代法、最速下降法四种算法的基础上，选用最小二乘线性迭代法作为单次时差测量定位算法。该算法在初值选取合理的情况下，可以快速收敛于真值附近。同时为了进一步提

4、高定位精度，结合实际的定位过程，深入研究利用多次时差测量结果的统计处理算法。３．从影响定位精度的因素出发，考虑卫星自定位误差、时差测量误差、目标与三星的相对几何位置关系等因素，从理论上分析三星时差定位精度，给出定位几何精度因子的表达式。———————————————————————————————————————————————４．根据功能需求设计与编写定位仿真软件，对不同侦察区域内的目标进行定位仿真。仿真软件包括原始数据分析处理模块、定位仿真模块和定位性能分析模块。５．在大量蒙特卡罗仿真试验的基础上对三星时差定位仿真结果进行详细的分析与讨论。探讨初始时刻、高纬度地区以及其它时刻典型三

5、星布局情况下的定位性能，定量分析各种误差因素对定位精度的影响，给出相关结论以及定位精度达Ｎ２ｋｍ等精度曲线包含星下点附近半径为２０００ｋｍ区域的条件针对三星时差定位技术的局限性，论文还探讨了一颗卫星失效，双星时差定位的原理与方法；由仿真结果得知，三星系统在高纬度地区定位精度较差，为此在高纬度地区考虑采用四星定位方式。关键词：时差定位三星电子侦察仿真数据处理东南大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＴＤＯＡ（ＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＡｒｒｉｖａｌ）ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉＳａｋｉｎｄｏｆｐａｓｓｉｖｅｌｏｅａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈａｔｕｔｉｌｉｚｅｓｔａｒ

6、ｇｅｔｓ’ｏｗｎｓｉｇｎａｌｓ，ｗｈｉｃｈａｄｏｐｔｓ———————————————————————————————————————————————ｓｅｖｅｒａｌｒｅｃｅｉｖｅｒｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎａｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｓｔｏｓｃｏｕｔａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｔａｒｇｅｔ’ＳｓｉｇｎａｌｓｏｆＨｙｐｅｒｂｏｌａｓ．ＴｈｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｏｆｔｈｅｓｅａｎｄｍｅａｓｕｒｅｓＴＤＯＡｔｈａｔｃｏｎｆｉｒｍｓｓｅｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｓｉｇｎａｌｓｏｆＨｙｐｅｒｂｏｌａｓｉｓｍａｎｙｔｙｐｅｓａｎｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔ．ＴＤＯＡ

7、ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎｈａｓ１１ｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｏｆｓｐａｃｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ．Ｗｉｔｌｌｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄｉｇｉｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍ———————————————————————————————————————————————ｔｏｔｈｅｉｍｐｒｏ